Сотрудники лаборатории прикладной электроники Института сильноточной электроники Сибирского отделения РАН исследовали упрочняющие покрытия на основе титана и бора для режущего инструмента.
Такие покрытия перспективны для многих отраслей — от инструментальной промышленности до аэрокосмической техники — благодаря высокой твердости, износостойкости и устойчивости к окислению.
Покрытия наносили методом дуального магнетронного распыления в сильноточных режимах. Этот способ альтернативен традиционному дуговому испарению, которое дает высокую адгезию, но страдает от капельной фракции, снижающей качество. Магнетронное распыление позволяет получать более гладкие и плотные структуры, что улучшает эксплуатационные характеристики.
Ученые сравнили покрытия с разным соотношением титана и бора. Образцы с покрытием закрепляли на вращающемся диске, а неподвижный шар из контртела — нитрид кремния, карбид кремния или подшипниковая сталь — создавал трение под заданной нагрузкой. Постепенно на покрытии формировалась кольцевидная зона износа — «трек». Анализ профиля трека и области контакта позволил объективно оценить стойкость материалов.
Полученные результаты показали, что покрытие с высоким содержанием титана обладает значительно лучшими механическими характеристиками: его твердость достигает 42 ГПа, что примерно в 1,3 раза превышает показатели покрытий с большим количеством бора. Кроме этого, покрытие демонстрирует повышенную устойчивость к пластическим деформациям
В планах исследователей — продолжить изучение свойств покрытий, имитируя процессы трения и износа при использовании смазочных веществ, применяемых при резке различных материалов. Результаты опубликованы в журнале Vacuum.
Ранее Наука Mail писала о том, что ученые придумали, как продлить работу батареек в четыре раза.
